高専ロボコンにおいて、「全国大会の常連」と呼ばれ、高い実力を誇る鹿児島工業高等専門学校におけるSolidWorksの活用事例のご紹介です。
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2010年、「第23回 アイデア対決・全国高等専門学校ロボットコンテスト」（高専ロボコン）で、優勝を獲得したのが鹿児島工業高等専門学校（以降、鹿児島高専）である。「全国大会の常連」と呼ばれ、高い実力を誇る鹿児島高専の強さの源泉は、学生の自主性と自由な発想を大切にする同校の教育姿勢にある。2006年から利用されるようになったSolidWorksも、新しいアイデアや完成モデルのグループ内での共有を促進して、優勝を側面から支えた。3次元CADは授業にも取り入れられており、自ら発想し、自ら創造する「開発型技術者」を育成するツールとして活用されている。
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鹿児島高専は、機械工学科、電気電子工学科、電子制御工学科、情報工学科、都市環境デザイン工学科の5学科を有する。目指すのは、幅広い人間性を持ち、豊かな未来を創造できる「開発型技術者」の育成だ。
鹿児島高専も、最初から強かったわけではない。当初は地区大会での敗退が続いた。そこで競争力を高めるためにいくつかのステップを踏んできた。
まず、通年かけてロボコンに取り組む「メカトロニクス研究会」を、学生が自主的に発足させた。これにより、ものづくり初歩の失敗は二度と繰り返さないノウハウ継承の体制ができた。
2002年には、卒業生OBが「ロボコン支援の会」を組織し、学校敷地内に作業場を建設してくれた。「夢工房ハヤト」と呼ばれるこの活動拠点ができて作業効率は格段に上がり、2年後に、鹿児島高専は初の全国大会出場を果たす。
「学生がインターネットで情報を収集し、それをヒントに、驚くほど自由に発想を広げるようになったことに注目して、先生方は手助けを控えるようになったのもプラスに働きました。助けを求めてきたときだけアドバイスする形へ転換してから、戦績がグングン伸びてきたのです。ロボコンを通じてアイデアを議論することやコミュニケーションの大切さを学生なりに学んでいます」と植村先生は語る。
こうしたさまざまな積み重ねをさらに後押ししたのが、2006年から使うようになったSolidWorksだ。
「頭の中に浮かんだアイデアを3次元モデルとして早い段階でみんなが見える形にできるので、企画・アイデアの検討がやりやすい。製作工程に入っても、何を作るかが見えているので、チーム全体のモチベーションが上がりました」と植村先生は指摘する。
5年ほど前から、授業への3次元CAD利用も始まった。現在SolidWorks 144ライセンスを授業で用いている。
機械工学科の場合は、設計製図の授業で、2年生がドラフタ、3年生が2次元CADを用いて、図学の基礎をしっかり学ぶ。4年生になって初めて、SolidWorksを使ったウィンチやポンプの3次元設計を経験する。
「3次元CADを使うとどんどん形ができてしまうので、『ああ、おもしろかった』で終わってしまわないように、『示された仕様を満たす製品を設計する力』を身につけられるように配慮しています」と、機械工学科准教授の椎保幸先生。
電子制御工学科の場合は、2年生後期の「設計製図II」合計6 0 時間のうち、2 8 時間程度で、SolidWorksの導入教育、簡単な部品の3次元設計、モデリング、アセンブリを行う。3年生になると、「創造設計I」でミニロボット設計を実習する。
「創造設計I」の授業では、3次元CADを使うようになってから、「1人のアイデアをチームのメンバーが正しく理解して議論できる」「仕上がり時の全体の姿を共通認識して製作に取り組める」などの効果が出ている。「アイデアを共有し、それを形にしていくまでの時間が、3次元だと明らかに速い。つまり、2次元CADよりも短い時間で、各自がやりたいことをやり遂げる比率を高めることができるのです」と、技術室技術長の山下俊一先生。
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電子制御工学科は、1つのロボットを設計から製造まで自分で作り上げることのできる「オールラウンド技術者」の育成を目指しているだけに、限られた授業時間でトータルな教育ができる「3次元CAD効果」を評価しているのだ。
今後は、カリキュラムを大きな視点で見直し、5年間の個別授業の積み重ねを通じて、「無から有を生み出すトータルなものづくり」が体験できるような体系化を行いたい、解析も取り入れたいと先生方は考えている。
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